KR20220168755A - 활성탄베드와 전기분해를 이용한 악취 및 대기오염물질 제거장치 - Google Patents

활성탄베드와 전기분해를 이용한 악취 및 대기오염물질 제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 악취를 발생시키는 대기오염물질을 제거하는 장치로서, 더욱 상세하게는 흡착과 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치에 관한 것이다.
본 발명은 케이싱부(101), 가스유입부(110), 청수공급부(120), 전기분해부(130), 활성탄베드부(140), 후처리부(150), 가스유출부(160)를 포함하여 구성된 흡착과 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100)를 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 전기분해부(130)는 전극부(131), 전원부(132)를 포함하여 구성되어 있되,
케이싱부(101)의 좌측면 또는/및 우측면에 망형상 구조의 양극부(131-1)와 망형상 구조의 음극부(131-2)를 설치하고 그 내부에 활성탄을 충진하여 단위 활성탄베드부(140-1)를 형성시키며,
상기한 단위 활성탄베드부(140-1)는 연결활성탄부(143)가 형성되어 있어 전류가 연결활성탄부(143)를 통하여 흐르고,
분리망부(141)가 활성탄이 충진된 층 사이에 트랩(trap) 형태로 되어 있는 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 흡착과 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100)를 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 전기분해부(130)는 전극부(131), 전원부(132)를 포함하여 구성되어 있되,
케이싱부(101)의 좌측면 또는/및 우측면에 전극부(131)가 설치되어 있되,
상기한 전극부(131)에 양극부(131-1)와 음극부(131-2)가 설치되어 있고, 이 양극부(131-1)와 음극부(131-2) 사이에 활성탄이 충진되어 있는 단위 활성탄베드부(140-1)가 형성되어 있어서 전류가 이 활성탄베드부(140-1)를 흐르는 작용을 하면서 전극과 활성탄에 의한 전기 저항을 높이는 기능을 수행하고,
단위 활성탄베드부(140-1) 및 전극부(131)가 공간부(142)를 사이에 두고 다수로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 흡착과 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100)를 제공한다.

Description

활성탄베드와 전기분해를 이용한 악취 및 대기오염물질 제거장치{an odorous air pollutant removing device using both an activated carbon adsorption bed and electric decomposition}
본 발명은 악취를 발생시키는 대기오염물질을 제거하는 장치로서, 더욱 상세하게는 활성탄을 베드(Bed)로 이용하여 전기분해를 통한 악취 발생 대기오염물질 제거장치에 관한 것이다.
급속하게 산업화가 진행되면서 공업지역과 주거지역이 근접하게 되고 제조과정에서 불가피하게 발생되는 대기오염물질에 대해 방지시설을 운영하여 제거하고 있으나 주거지역 및 인근공장에서 악취에 대한 민원이 빈번히 발생하여 생산 활동에 지장을 초래하고 있는 실정이다.
악취방지 및 민원에 대응하기 위해 흡수, 흡착, 연소, 여과 등의 방법으로 방지시설을 운영하고 있으나, 대기오염물질의 성상에 따른 적용방법과 효율성, 경제성에 문제가 있다.
일반적으로 대기오염물질에는 입자상물질과 기체상물질이 포함되어 있는데 입자상물질의 경우 수분량, 입경, 밀도, 유분포함여부, 등을 고려하여 적당한 방법을 적용하며, 기체상물질(VOC’S, 악취, THC, 특정유해물질 등)은 연소, 흡수, 흡착의 방법을 개별 적용하거나, 둘 이상을 조합하여 적용하게 된다.
기체상물질(VOC’S, 악취, THC, 특정유해물질 등)들의 처리에는 연소, 흡착, 흡수 등의 방법을 적용하고 있는데, 연소의 경우 전. 후 단의 전. 후 처리시설이 필요 할 수 있으며 설치비용 및 유지관리 비용이 커서 특별한 경우를 제외하고는 흡착, 흡수의 방법을 대부분 적용하고 있다.
흡착의 경우에는 다공성물질(흡착제)의 기공에 오염물질을 흡착시키며, 다공성물질의 흡착 능 이상(이하 “파과”)이 되면 흡착제를 교체하는 방식을 취하고 있음. 이 경우 흡착제의 파과에 영향을 주는 것은 유입농도, 전처리(분진, 수분, 유분 등의 포함)여부, 편류 등이 있으며, 파과 시점이 지나도 흡착제를 교체하지 않고 운전 할 경우 처리 전 농도 보다 처리 후 농도가 높게 나와 환경기준치를 초과 할 수도 있으므로 파과시점(흡착제 교체 시점)을 놓치지 말아야 하며, 편류가 발생 할 경우 일부의 흡착제만 사용되어 효율과 경제성에 악영향을 미친다.
흡수의 경우 순수한 물만 사용 하거나 물에 목적에 맞는 약액을 첨가하여 수막이나 미스트를 형성시켜 액상과 기상의 접촉을 유도하는 일반적으로 가장 많이 적용되는 방법이다.
이 방법은 처리 효율을 높이기 위해 과도한 물을 분사하거나, 약액을 과량 투입하고, 체류시간과 접촉시간을 높이기 위해 다양한 충진제를 도입하고 설비가 과도하게 커지는 단점이 있다.
이와 관련된 기술로 등록번호 10-1109747호(분진 및 가스상의 대기오염물질 동시 제거를 위한 활성탄 및 이를 이용한 박판 전극의 제조방법, 이하 선행발명)로 "전극 표면의 비표면적을 극대화시켜서 전류의 분산을 고르게 하여 부유 물질의 부착을 극대화할수 있고, 기체에 함유된 휘발성 유기물 및 악취가스 제거도 가능한 분진 및 가스상의 대기오염물질 동시 제거를 위한 대기오염 물질인 분진과 악취 물질을 제거하기 위한 활성탄 및 이를 이용하는 활성탄 박판 전극의 제조 방법"을 제공하였다.
상기한 종래기술 및 선행기술과 같은 국내의 대기오염방지시설은 대부분 국소배기장치와 DUCT로 연결되어 운전 중에 있으며, 이 경우 DUCT 내의 기체유속은 약10~30m/sec정도로 설계되는데, 오염물질 처리를 위해 DUCT내에 약액을 직접 분사하는 처리법을 적용 할 경우 유속의 영향으로 오염물질과 약액이 제대로 접촉 할 수 없으며, 설사 접촉 한다고 해도 접촉확률이 현저히 저하되어 약액 낭비가 심하며 방지시설이 운전되는 동안 지속적으로 약액을 투입해야 하므로 경제성과 효율성이 대단히 낮은 문제점이 발생한다.
또한 기체상오염물질을 설치된 방지시설내로 유입하여 처리 할 경우 접촉확률과 체류시간을 높이기 위해 과도한 물과 약액을 분사하며, 유속을 극복하기 위해 유입되는 DUCT 용량의 5~10배 정도의 장치를 설치해야 하고, 방지시설이 운전되는 동안 계속해서 물 또는 약액을 과량분사 해야 하는 비효율성이 있으며, 약액 및 폐수에 의한 2차 오염이 발생하는 실정에 있다.
즉, 기체상물질(VOC’S, 악취, THC, 특정유해물질 등) 처리를 위해 적용되는 흡착법과 흡수법은 접촉시간과 체류시간, 편류 등이 효율에 직접적인 영향을 주는 인자이므로, 본 발명은 이와 같은 인자들을 극복 할 수 있는 경제적이고 효율적인 방법과 장치를 제시코자 한다.
따라서, 본 발명에서는 활성탄을 베드(Bed)로 이용하여 전기분해를 통한 OH radical과 효율적이며 경제적인 장치(챔버)를 이용하여 악취 발생 대기오염물질을 제거하는 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 상기한 요구와 목적을 해결하기 위하여,
케이싱부(101), 가스유입부(110), 청수공급부(120), 전기분해부(130), 활성탄베드부(140), 후처리부(150), 가스유출부(160)를 포함하여 구성된 흡착과 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100)를 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 전기분해부(130)는 전극부(131), 전원부(132)를 포함하여 구성되어 있되,
케이싱부(101)의 좌측면 또는/및 우측면에 망형상 구조의 양극부(131-1)와 망형상 구조의 음극부(131-2)를 설치하고 그 내부에 활성탄을 충진하여 단위 활성탄베드부(140-1)를 형성시키며,
상기한 단위 활성탄베드부(140-1)는 연결활성탄부(143)가 형성되어 있어 전류가 연결활성탄부(143)를 통하여 흐르고,
분리망부(141)가 활성탄이 충진된 층 사이에 트랩(trap) 형태로 되어 있는 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 흡착과 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100)를 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 전기분해부(130)는 전극부(131), 전원부(132)를 포함하여 구성되어 있되,
케이싱부(101)의 좌측면 또는/및 우측면에 전극부(131)가 설치되어 있되,
상기한 전극부(131)에 양극부(131-1)와 음극부(131-2)가 설치되어 있고, 이 양극부(131-1)와 음극부(131-2) 사이에 활성탄이 충진되어 있는 단위 활성탄베드부(140-1)가 형성되어 있어서 전류가 이 활성탄베드부(140-1)를 흐르는 작용을 하면서 전극과 활성탄에 의한 전기 저항을 높이는 기능을 수행하고,
단위 활성탄베드부(140-1) 및 전극부(131)가 공간부(142)를 사이에 두고 다수로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 흡착과 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100)를 제공한다.
본 발명에 따른 활성탄베드부(활성탄bed부)와 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치는 오염가스는 덕트를 통해 챔버로 유입되며, 챔버 전단 또는 챔버 내에서 물을 공급하여 오염가스와 함께 충진된 활성탄층을 통과하며 충진된 활성탄 사이에 일정간격으로 설치된 OH radical 발생용 전극에 전원을 공급하여 활성탄과 전극에서 OH radical을 발생시키며, 발생과 동시에 활성탄베드부를 통과하거나 흡착된 오염물질과 반응케 하는 구조를 이용한 것으로서, OH radical은 구조가 매우 불안정하여 안정화되기 위해 오염물질에서 수소(H)를 강제로 떼어내는 성질이 있으므로 오염물질은 수소(H)를 잃고 무해한 물질 등으로 전환되며 수소를 얻은 OH radical은 안정화되는바, 오염물질 처리과정에 약품을 사용하지 않고 물을 사용하며 반응 후 OH radical은 물과 이산화탄소로 환원되므로 인체에 무해하고 친환경적인 효과가 나타난다.
또한 기존 활성탄 흡착탑은 피 흡착물이 활성탄의 흡착능에 도달 할 때 까지 지속적으로 흡착되며, 흡착능이상(파과)이 되면 활성탄을 교체하는 방법이 적용되고 있는 반면, 본 발명의 흡착과 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치는 기존 방지시설의 개조를 통해 쉽게 적용되는 구조로 되어 있으며 흡착과 처리가 동시에 이루어져 흡착능이 증가되고 효율이 안정화되어 유지관리에 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 잦은 활성탄 교체에 따른 많은 비용이 발생되는 것을 현저히 줄일 수 있으며, 폐기물 발생량도 줄일 수 있어 친환경적이고 경제적으로 높은 효과가 나타난다.
도 1은 본 발명에 따른 악취 발생 대기오염물질 제거장치의 개념 구조도.
도 2는 본 발명에 따른 바이-폴라(BI-POLAR) 구조의 악취 발생 대기오염물질 제거장치의 구조도.
도 2b는 본 발명에 따른 버티컬 타입 바이-폴라(BI-POLAR) 구조의 악취 발생 대기오염물질 제거장치의 구조도.
도 3은 본 발명에 따른 모노-폴라(MONO-POLAR) 구조의 악취 발생 대기오염물질 제거장치의 구조도.
도 3b는 본 발명에 따른 버티컬 타입 모노-폴라(MONO-POLAR) 구조의 악취 발생 대기오염물질 제거장치의 구조도.
이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 케이싱부(101), 가스유입부(110), 청수공급부(120), 전기분해부(130), 활성탄베드부(140), 후처리부(150), 가스유출부(160)를 포함하여 구성된 활성탄베드를 이용하여 전기분해를 통한 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100)를 제공한다.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명은 케이싱부(101), 가스유입부(110), 청수공급부(120), 전기분해부(130), 활성탄베드부(140), 후처리부(150), 가스유출부(160)를 포함하여 구성된 흡착과 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100)를 제공하며, 이와 같은 구조가 기본적인 구조이다.
본 발명은 OH radical과 효율적이며 경제적인 장치(챔버)를 이용하여 오염물질을 처리하는 장치와 방법을 제시하고자 한다.
OH Radical은 현존하는 물질 중 불소 다음으로 산화력이 강하며, 일반적으로 사용되는 오존, 염소 보다 강력하여 살균, 소독, 물질 분해에 적용되고 있음. 또한 불소, 오존, 염소는 일정 농도 이상은 인체에 유해하나 OH Radical은 반응 후 물과 이산화탄소로 환원되는 안정하고 친환경적인 물질로 알려져 있다.
OH radical과 대표적인 물질들과의 반응은 아래의 [표 1]과 같다.
Figure pat00001
기존 OH Radical을 적용하는 방법은 OH Radical이 발생 즉시 쉽게 OH-로 안정화 되어 높은 산화력을 유지 할 수 없으므로 OH Radical 형태를 오랫동안 유지 할 수 있도록 조작을 하는 OH Radical발생장치를 통해 생성된 OH Radical을 저장한 후 목적물에 직접 분사하거나 물 등에 혼합하여 적용하고 있다.
본 발명에서는 OH Radical이 발생과 동시에 오염물질(악취물질 등)과 반응 할 수 있도록 활성탄베드와 전기 방법을 적용한다.
본 발명에서는 악취물질 제거(흡착법)에 널리 사용되고 있는 활성탄을 기본 bed로 하며 여기에 OH Radical 발생용 전극을 적용한다.
활성탄은 뛰어난 흡착능 뿐만 아니라 전기 전도도도 매우 크므로 활성탄 하나하나가 전극으로서 역할을 하게 된다.
일반적으로 전극을 활용하는 방법에는 효율을 증대시키기 위해 고가의 전극을 촘촘하게 적용하는데 상당한 비용이 소요되는 반면, 본 발명은 활성탄을 bed로 활용하여 전기전도도도 높이고 효율을 증대할 수 있는 방법을 제시하게 된다.
본 발명은 오염물질을 제거 하기 위한 챔버에 활성탄을 충진하고 충진된 활성탄 사이에 일정간격으로 OH Radical 발생용 전극을 설치하여 전극으로 공급된 전기가 활성탄입자에 공급되게 하여 활성탄도 전극으로서 역할을 할 수 있게 한다.
또한 본 발명은 OH Radical을 발생시키기 위한 원료로 물(H2O, 청수)을 챔버 전단 또는 챔버 내에서 공급하여 오염가스와 혼합된 가스가 활성탄 층으로 유입되게 하여 전극과 활성탄에 의해 OH Radical을 발생시키며, 발생과 동시에 활성탄에 흡착된 오염물질과 반응케 하여 오염물질을 처리하는 방법을 사용하게 된다.
본 발명의 상기한 케이싱부(101)는 본 발명의 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100)의 외형을 구성하고 본 발명 각각의 구성을 탑재하는 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.
상기한 케이싱부(101)는 내구성이 좋은 고분자 물질 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 상기한 가스유입부(110)는 대기오염물질에서 악취를 유발하는 기체상물질(VOC’S, 악취, THC, 특정유해물질 등)이 유입되는 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.
도 2에서 보는 바와 같이, 상기한 가스유입부(110)는 케이싱부(101)의 전단부(101-1)의 중간 부분에 형성되어 케이싱부(101)의 중간 부분으로 가스유통구(111)로 악취를 유발하는 기체상물질(VOC’S, 악취, THC, 특정유해물질 등) 등의 악취 유발 기체상 오염 물질이 유입되게 된다.
도 2와 같은 본 발명의 구조를 바이-폴라(BI-POLAR) 구조의 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100)라고 한다.
상기한 기체상 오염 물질은 가스유입부(110)로 유입되고 가스유통구(111)로 유통되며 케이싱부(101) 내부에 좌 우로 형성되어 있는 전기분해부(130), 활성탄베드부(140)로 유입되어 처리되게 된다.
본 발명의 청수공급부(120)는 OH Radical을 발생시키기 위한 원료로 물(H2O, 청수)을 주입하는 장치 또는 수단을 의미한다.
도 2에서 보는 바와 같이, 청수공급부(120)는 가스유입부(110) 방향에 설치되어 있으며, 통상의 노즐 등이 구비되어 있어 케이싱부(101)의 내부에서 물을 분무시키며 청수량을 제어하여 공급하는 제어부가 부가될 수 있다.
도 2b 및 도 도 3b에서 보는 바처럼, 상기한 청수공급부(120)는 청수제공부(121)에서 물을 제공받아 케이싱부(101)의 내부에서 물을 분무시키게 된다.
본 발명의 전기분해부(130)는 케이싱부(101)의 내부에 설치되며 전기력을 이용하여 청수(H2O)를 분해하여 OH Radical을 발생시키는 장치 또는 수단을 의미한다.
도 2에서 보는 바와 같이, 전기분해부(130)는 케이싱부(101)의 전단부(101-1)와 후단부(101-2)에 걸쳐서 형성되어 있으며, 가스유통구(111)를 중심으로 좌우 부분에 형성되어 있게 된다.
상기한 전기분해부(130)는 전극부(131), 전원부(132)를 포함하여 구성되어 있다.
상기한 전극부(131)는 전원을 제공받아 전극을 형성하고 청수에 전기에너지를 가하여 OH Radical로 만드는 기능을 수행한다.
도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 전극부(131)는 케이싱부(101)의 좌우로 설치되고 망형상 구조로 되어 있으며, 망형상 구조의 전극부(131)의 내부에는 단위 활성탄베드부(140-1)가 형성되어 있는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기한 전극부(131)는 케이싱부(101)의 좌측면 또는/및 우측면에 망형상 구조의 양극부(131-1)와 망형상 구조의 음극부(131-2)를 설치하고 그 내부에 활성탄을 충진하여 단위 활성탄베드부(140-1)를 형성시키되, 연결활성탄부(143)가 형성되어 있어 전류가 연결활성탄부(143)를 통하여 흐르게 되는 구조를 들 수 있는바, 이와 같은 구조를 바이-폴라(BI-POLAR) 구조라고 한다.
상기한 바이-폴라(BI-POLAR) 구조의 단위 활성탄베드부(140-1)는 연결활성탄부(143), 분리망부(141)를 포함하는 구조를 의미한다.
상기한 전원부(132)는 상기한 전극부(131)에 전기를 제공하는 장치 또는 수단을 의미하며, 교류와 직류 모두 사용할 수 있다.
본 발명의 활성탄베드부(활성탄bed부)(140)는 기체상 오염 물질을 통과 흡착하는 기능과 전극에 전기를 연결하며, 스스로도 전극의 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.
도 2에서 보는 바와 같이, 활성탄베드부(140)는 활성탄으로 충진되어 있으며, 활성탄베드부(140)는 상기한 망형상 구조의 전극부(131)에 채워지는 구조로 되어 있다.
상기한 활성탄베드부(140)는 단위 활성탄베드부(140-1)가 다수로 포함되어 있는 구조를 의미한다.
상기한 단위 활성탄베드부(140-1)는 상기한 망형상 구조의 전극부(131)에 채워지는 구조로 되어 있고, 활성탄은 흡착능력뿐만 아니라 전기전도도를 구비하고 있으므로, 전극으로 공급된 전기가 활성탄으로도 공급되게 하여 전극으로서의 기능을 수행하여 OH Radical의 발생을 촉진시키게 된다.
또한 본 발명은 OH Radical을 발생시키기 위한 원료로 물(H2O, 청수)을 챔버 전단 또는 챔버 내에서 공급하여 기체상 오염 물질과 같이 활성탄베드부(140)에 유입되게 하여 전극과 활성탄에 의해 OH Radical을 발생시키며, 발생과 동시에 활성탄베드부를 통과하거나 흡착된 오염물질과 반응하게 하여 오염물질을 완전히 분해하여 처리하게 되는 작용을 하게 된다.
앞서 설명한 바와 같이 OH radical은 구조가 매우 불안정하여 안정화되기 위해 오염물질에서 수소(H)를 강제로 떼어내는 성질이 있으므로 오염물질은 수소(H)를 잃고 무해한 물질 등으로 전환되며 수소를 얻은 OH radical은 안정화된다.
이와 같이 기체상 오염 물질의 처리 과정에 약품을 사용하지 않고 물을 사용하며 반응 후 OH radical은 물과 이산화탄소로 환원되므로 인체에 무해하고 친환경적인 방법이 된다.
본 발명은 상기한 단위 활성탄베드부(140-1)의 내부(활성탄이 충진된 층 사이)에 분리망부(141)가 설치되어 있으며 분리망은 전류를 차단시키는 기능을 수행하고 전극과 활성탄에 의한 전기 저항을 높여서 청수로부터 OH radical을 높이는 작용 및 청수와 기체상 오염 물질의 유통 흐름을 가스유출부(160)로 원활하게 하여 기체상 오염 물질의 처리를 더욱 효과적으로 하게 된다.
도 2에서 보는 바와 같이, 바이 폴라 구조에서 분리망부(141)는 활성탄이 충진된 층 사이에 트랩(trap) 형태로 되어 있어서 기체상 오염 물질의 처리를 더욱 효과적으로 하게 된다.
도 2b는 상기한 바이 폴라 구조의 악취제거장치에서 버티컬 타입(vertical type)의 바이 폴라 구조 악취제거장치를 보여준다.
이와 같은 버티컬 타입(vertical type)의 바이 폴라 구조 악취제거장치는 가스유입을 상향류식 또는 하향류식으로 할 수 있는 구조의 장치로서,
가스유입부(110) 및 가스유출부(160)가 케이싱부(101)의 상단부와 하단부에 형성되어 있고, 청수공급부(120)도 가스유입부(110) 및 가스유출부(160)에 함께 형성되 되어 있는 구조로 되어 있다.
따라서 가스유입을 상향으로 하는 경우 케이싱부(101)의 하단부는 가스유입부(110)의 기능을 수행하고 상단부는 가스유출부(160)의 기능을 수행하며,
가스유입을 하향으로 하는 경우 케이싱부(101)의 상단부는 가스유입부(110)의 기능을 수행하고 하단부는 가스유출부(160)의 기능을 수행하게 된다.
도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 활성탄베드부를 이용하여 전기분해를 통한 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100)는 모노-폴라(MONO-POLAR) 구조를 사용할 수 있다.
상기한 모노-폴라(MONO-POLAR) 구조의 흡착과 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100)는 전극부(131)의 내부에 단위 활성탄베드부(140-1)가 형성되어 있으며 케이싱부(101)의 좌측면 및 우측면에 다수로 형성되어 있는 것을 특징으로 하며 단위 활성탄베드부(140-1)가 연결되지 않은 형태로 구성되어 있다.
본 발명의 모노-폴라(MONO-POLAR) 구조는 케이싱부(101)의 좌측면 또는/및 우측면에 전극부(131)가 설치되어 있고, 상기한 전극부(131)에는 양극부(131-1)와 음극부(131-2)가 설치되어 있고, 이 양극부(131-1)와 음극부(131-2) 사이에 활성탄이 충진되어 있는 단위 활성탄베드부(140-1)가 형성되어 있어서 전류가 이 단위 활성탄베드부(140)를 흐르는 작용을 하면서 전극과 활성탄에 의한 전기 저항을 높이는 기능을 수행하고 청수로부터 OH radical의 형성을 증진시키는 작용을 하게 된다.
또한 모노-폴라(MONO-POLAR) 구조는 단위 활성탄베드부(140-1) 및 전극부(131)가 케이싱부(101)의 좌측면과 우측면에 다수로 형성될 수 있으며 공간부(142)를 사이에 두고 다수로 형성되는 구조로 될 수 있다.
또한 모노-폴라(MONO-POLAR) 구조는 필요시 활성탄베드부 내에 분리망이 설치되는 구조도 가능하다.
따라서 단위 활성탄베드부(140) 사이에 이와 같은 공간부(142)가 형성되어 있어서 각각의 전극부(131)에 저항이 형성되게 되어 청수로부터 OH radical의 형성을 증진시켜는 작용을 수행하고 청수와 기체상 오염 물질의 유통 흐름을 가스유출부(160)로 원활하게 하여 기체상 오염 물질의 처리를 더욱 효과적으로 하게 된다.
도 3b에서 보는 바처럼, 본 발명의 모노 폴라 구조의 악취제거장치는 버티컬 타입으로 구성될 수 있는바 이와 같은 구조를 버티컬 타입(vertical type)의 모노 폴라 구조 악취제거장치라고 한다.
이와 같은 버티컬 타입(vertical type)의 모노 폴라 구조 악취제거장치는 가스유입을 상향류식 또는 하향류식으로 할 수 있는 구조의 장치로서,
가스유입부(110) 및 가스유출부(160)가 케이싱부(101)의 상단부와 하단부에 형성되어 있고, 청수공급부(120)도 가스유입부(110) 및 가스유출부(160)에 함께 형성되 되어 있는 구조로 되어 있다.
따라서 가스유입을 상향으로 하는 경우 케이싱부(101)의 하단부는 가스유입부(110)의 기능을 수행하고 상단부는 가스유출부(160)의 기능을 수행하며,
가스유입을 하향으로 하는 경우 케이싱부(101)의 상단부는 가스유입부(110)의 기능을 수행하고 하단부는 가스유출부(160)의 기능을 수행하게 된다.
본 발명의 후처리부(150)는 상기한 전기분해부(130)와 활성탄베드부(140)에서 배출될 수 있는 오존과 처리되지 않은 기체상 오염 물질을 흡수 또는 흡착하여 처리하는 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.
상기한 전기분해부(130)와 활성탄베드부(140)에서는 산소의 전기분해 및 결합으로 오존이 발생할 수 있는바, 이와 같은 오존의 처리를 후처리부에서 수행하게 된다.
상기한 후처리부(150)는 흡수부 또는 흡착층으로 구성할 수 있으며, 흡착층인 경우 내부에 활성탄, 제올라이트, 알루미나 등의 흡착제가 포함된 흡착층이 사용될 수 있다.
따라서 후처리부(150)에 사용되는 흡착제 또는 흡수제는 천연의 또는 합성으로 이루어진 흡착제 또는 흡수제를 모두 사용할 수 있다.
상기한 흡착제로 강도, 경도가 현저히 높아 고온, 고압의 증기에도 마멸, 마모가 발생하지 않은 현저한 장점을 가지고 있는 알루미나 세라믹볼을 사용할 수 있다.
상기한 알루미나 세라믹볼은 알루미나 성분, 용융 슬래그 분말, 마그네틱입자, 기능성 세라믹입자를 분쇄하여 혼합한 반죽한 것을 입자 형태로 성형하여 1,500~3,000도씨의 온도로 열처리하고 소성하여 성형한 것을 포함하는 개념이다.
상기한 알루미나 성분은 통상의 알루미나 성분을 의미한다.
상기한 기능성 세라믹입자는 통상의 세라믹 성분이 포함된 입자를 의미하며 맥반석 세라믹, 산호사 세라믹볼, 칼슘 세라믹 또는 제오라이트 세라믹을 하나 또는 둘 이상을 혼합한 물질을 사용할 수 있다.
상기한 용융 슬래그 분말은 제철 또는 제강 과정에서 부산물로 수득되는 슬래그 분말로서 직경 100μm~2,000μm의 분말을 사용하는 것이 좋다.
상기한 마그네틱 입자는 Fe3O4 또는 gamma-Fe2O3를 포함하고 자성을 띤 입자를 포함하는 개념이다.
상기한 알루미나 세라믹볼은 알루미나 성분 100중량부에 용융 슬래그 분말, 50~120중량부, 마그네틱입자 50~120중량부, 기능성 세라믹입자 80~300중량부를 분쇄하여 혼합한 반죽한 것을 사용한다.
또한 본 발명은 상기한 알루미나 성분 100중량부를 기준으로 아연산화물 0.5~2 중량부, 망간산화물 0.5~2 중량부, 실리카 산화물 0.1~3 중량부, 티타늄 산화물 0.1~3 중량부를 더 혼합하여 반죽한 것을 사용할 수 있다.
이러한 성분이 포함되면 알루미나 세라믹볼의 흡착 능력을 현저히 상승시키는 작용을 하게 된다.
본 발명은 상기한 알루미나 세라믹볼에 강도 강화 조성물을 포함하여 제조된 알루미나 세라믹볼의 내구성 및 강도를 현저히 높여 흡착제로서의 수명을 현저히 늘리게 하는 기능을 수행한다.
상기한 강도 강화 조성물은 알루미나 성분 100중량부를 기준으로 0.1~1중량부를 혼합할 수 있다.
상기한 강도 강화 조성물은 폴리옥시알킬렌화 알킬 에테르 100중량부에 폴리옥시알킬렌화 소르비탄 에스테르 10~20중량부, 폴리옥시알킬렌화 에스테르 10~20중량부, 폴리옥시알킬렌화 알킬페닐 에테르 1~5중량부, 에톡실화 아미드 1~5중량부, 규산화나트륨 1~5중량부을 혼합하여 조성한 것을 의미한다.
본 발명은 상기한 알루미나 세라믹볼에 흡착 강화 조성물을 포함하여 제조된 알루미나 세라믹볼의 흡착력을 현저히 높이는 기능을 수행한다.
상기한 흡착 강화 조성물은 알루미나 성분 100중량부를 기준으로 0.1~1중량부를 혼합할 수 있다.
상기한 흡착 강화 조성물은 메타크릴산 100중량부에 스테아릴 메타크릴레이트 20~80중량부, 메틸렌비스 아크릴아마이드 0.01~0.25 중량부, 글리시딜 메타크릴레이트 0.05~0.5 중량부를 혼합하여 조성한 조성물을 의미한다.
본 발명은 상기한 알루미나 세라믹볼은 천연 기능 첨가물을 포함하여 오존의 제거를 높이는 기능을 수행하게 된다.
상기한 천연 기능 첨가물은 알루미나 성분 100중량부를 기준으로 0.01~0.5중량부를 혼합할 수 있다.
상기한 천연 기능 첨가물은 주사 100중량부에 석종유 80~120중량부, 자황 80~120중량부, 황백 80~120중량부, 교맥 80~120중량부, 백선피 80~120중량부, 사매 80~120중량부, 사삼 80~120중량부를 혼합한 원재료를 추출한 것이 바람직하다.
또한 상기한 천연 기능 조성물을 추출하는 방법으로는 상기의 혼합한 원재료 100 중량부에 70~85%[질량%] 에탄올 800~1000중량부를 넣고, 2~4시간 동안 환류 추출 하고 여액을 rotary evaporator를 이용하여 감압, 농축하는 방법으로 추출할 수 있다.
이와 같은 추출물은 혼합한 원재료 100중량부를 기준으로 분말 형태로 5~25중량부 정도 추출될 수 있으며 이러한 분말 형태의 추출물을 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명의 가스유출부(160)는 처리된 오염 가스가 배출되는 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.
도 1에서 보는 바와 같이, 상기한 가스유출부(160)는 케이싱부(101)의 후면부(101-2)의 양 끝단에 형성되어 있어서, 유입된 오염 가스가 전기분해부(130), 활성탄베드부(140), 후처리부(150)를 경유하여 처리되도록 하는 기능을 수행한다.
본 발명에 따른 장치는 기존의 활성탄 흡착탑에 적용 할 수 있는 기술적 특징이 있다.
기존 활성탄 흡착탑은 피 흡착물이 활성탄의 흡착능에 도달 할 때까지 지속적으로 흡착되며, 흡착능이상(파과)이 되면 활성탄을 교체하는 방법이 적용되고 있다.
따라서 본 발명에 따른 장치를 기존 방지시설의 개조를 통해 적용하면 흡착과 처리가 동시에 이루어 져 흡착능이 증가되고 효율이 안정화되어 유지관리에 도움을 줄 수 있으며, 잦은 활성탄교체에 따른 많은 비용이 발생되는 것을 줄일 수 있으며, 폐기물 발생량도 줄일 수 있어 친환경적이고 경제적인 방지시설을 운영 할 수 있는 효과가 나타난다.
본 발명은 상기한 구성과 기능으로 이루어진 활성탄베드를 이용하여 전기분해를 통한 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100)를 제공한다.
본 발명은 대기오염물질 제거장치와 관련된 장치를 생산, 제조, 판매, 유통, 연구하는 산업에 유용하다.
특히 본 발명은 흡착과 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치와 관련된 장치를 생산, 제조, 판매, 유통, 연구하는 산업에 유용하다.
흡착과 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100),
케이싱부(101), 가스유입부(110), 청수공급부(120),
전기분해부(130), 전극부(131), 전원부(132),
활성탄베드부(140),
후처리부(150), 가스유출부(160),

Claims (3)

  1. 케이싱부(101), 가스유입부(110), 청수공급부(120), 전기분해부(130), 활성탄베드부(140), 후처리부(150), 가스유출부(160)를 포함하여 구성된 활성탄베드와 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기한 전기분해부(130)는 전극부(131), 전원부(132)를 포함하여 구성되어 있되,
    케이싱부(101)의 좌측면 또는/및 우측면에 망형상 구조의 양극부(131-1)와 망형상 구조의 음극부(131-2)를 설치하고 그 내부에 활성탄을 충진하여 단위 활성탄베드부(140-1)를 형성시키며,
    상기한 단위 활성탄베드부(140-1)는 연결활성탄부(143)가 형성되어 있어 전류가 연결활성탄부(143)를 통하여 흐르고,
    분리망부(141)가 활성탄이 충진된 층 사이에 트랩(trap) 형태로 되어 있는 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 활성탄베드와 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100).
  3. 제1항에 있어서,
    상기한 전기분해부(130)는 전극부(131), 전원부(132)를 포함하여 구성되어 있되,
    케이싱부(101)의 좌측면 또는/및 우측면에 전극부(131)가 설치되어 있되,
    상기한 전극부(131)에 양극부(131-1)와 음극부(131-2)가 설치되어 있고, 이 양극부(131-1)와 음극부(131-2) 사이에 활성탄이 충진되어 있는 단위 활성탄베드부(140-1)가 형성되어 있어서 전류가 이 활성탄베드부(140-1)를 흐르는 작용을 하면서 전극과 활성탄에 의한 전기 저항을 높이는 기능을 수행하고,
    단위 활성탄베드부(140-1) 및 전극부(131)가 공간부(142)를 사이에 두고 다수로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 활성탄베드와 전기분해를 이용한 악취 발생 대기오염물질 제거장치(100).

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